Sebuah tim di Osaka Metropolitan University menunjukkan bahwa efek Kondo, fenomena kuantum kunci, berperilaku berlawanan tergantung ukuran spin. Untuk spin kecil, itu menekan magnetisme, tapi untuk yang lebih besar, itu mendorong orde magnetik. Temuan ini menantang pandangan lama dan bisa memajukan material kuantum.
Di bidang fisika materi terkondensasi, interaksi kolektif di antara spin kuantum dapat menyebabkan perilaku tak terduga. Efek Kondo, yang menggambarkan bagaimana spin lokal berinteraksi dengan elektron bergerak, telah lama menjadi pusat pemahaman sistem kuantum. Secara tradisional dipandang sebagai penekan magnetisme, efek ini kini mengungkap dualitas mengejutkan. Kelompok peneliti yang dipimpin oleh Associate Professor Hironori Yamaguchi dari Graduate School of Science Osaka Metropolitan University merancang model kalung Kondo menggunakan material hibrida organik-anorganik dari radikal organik dan ion nikel. Pengaturan ini, yang dimungkinkan oleh kerangka desain molekul RaX-D, memungkinkan kontrol presisi atas struktur kristal dan interaksi magnetik. Membangun dari pekerjaan sebelumnya dengan sistem spin-1/2, tim meningkatkan spin lokal menjadi 1. Pengukuran termodinamika menunjukkan transisi fase ke keadaan teratur magnetik. Analisis kuantum mengungkapkan bahwa kopling Kondo menghasilkan interaksi magnetik efektif antara momen spin-1, menstabilkan orde jarak jauh. Ini membalik perspektif klasik di mana efek Kondo membentuk singlet non-magnetik untuk spin-1/2, mengunci spin ke keadaan spin total nol. Untuk spin melebihi 1/2, sebaliknya mendorong magnetisme. Studi ini menandai konfirmasi eksperimental pertama ketergantungan ukuran spin ini di platform bersih hanya spin. Konsep kalung Kondo berasal dari 1977, diusulkan oleh Sebastian Doniach, tapi realisasi eksperimental menghindari para ilmuwan selama puluhan tahun karena komplikasi dari gerakan elektron dan orbital di material nyata. «Penemuan prinsip kuantum yang bergantung pada ukuran spin dalam efek Kondo membuka area penelitian baru sepenuhnya di material kuantum», kata Yamaguchi. «Kemampuan untuk beralih keadaan kuantum antara rezim non-magnetik dan magnetik dengan mengontrol ukuran spin merupakan strategi desain kuat untuk material kuantum generasi berikutnya». Kontrol semacam itu bisa membentuk sifat seperti keterkaitan dan noise magnetik, membuka jalan untuk perangkat kuantum berbasis spin dan teknologi komputasi. Temuan muncul di Communications Materials (2026, volume 7, isu 1).
